专利名称：压力测量装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及带有反吹扫气源的压力测量装置，压力测量通过吹扫流动产生降压部位取样，形成取样部位测取静压等于被测空间的压力，主要用于有害气体、高温气体、多杂质气体环境的压力测量。
背景技术：
在已有的防堵补偿式压力测量装置(见附图1)，含有调节取样阀23、与调节取样阀进口连通的气源25、26、27、与调节取样阀出口连通的测量引出管22，调节取样阀的阀口流道变径位置侧壁开有一个取样孔24，取样孔与压力测量仪表连通。利用改变阀芯与阀口的相对位置，来调整取样孔处的压力和流速，使得取样孔的静压力等于实际被测量空间21的压力，又保证了调节取样阀的气流克服阻力吹扫着测量引出管并流出测量引出管，吹到被测量空间。但是如果任意选取一种阀的结构，阀口不流畅就出现的紊流波动比较大，测量的线性不好，不易调整取样孔的静压力等于被测空间的压力。同样，取样孔只在流道一侧开孔，单侧取压测量不稳定。
发明内容
本发明就是要解决压力测量过程容易出现波动、线性不好、调整量不大、不便于调整校准的问题，提供一种便于调整校对、工作稳定、调整量较大的反吹扫压力测量装置。
为了解决上述问题，本发明的反吹扫压力测量装置，含有压力测量仪表、调节取样阀、与调节取样阀进口通过流道连通的气源、与调节取样阀出口通过管道连通的测量引出管，其特征在于调节取样阀为针阀，两个或两个以上的取样孔分布在阀口或阀口附近与阀芯锥体对应的周围位置，两个或两个以上的取样孔外端通过流道汇聚并与压力测量仪表连通。由于针阀的阀口前后流道都是均匀对称的，而且两个或两个以上的取样孔分布，得到的压力也是对称的或均匀分布的，能取得到比较稳定、均匀的静压力，更便于调整压力。两个或两个以上的取样孔取得的静压，经流道汇聚形成均压后才传递到压力测量仪表，更能保证测得的压力稳定性和准确性。压力测量仪表可以是各种压力测量仪表，如机械压力表、电子压力表等，最好是电子压力表，取样孔汇聚后的流道就与电子压力仪表的变送器连通。调节取样阀的阀口与出口之间最好为锥形扩张腔；特别是阀口及两侧的流道为双锥形时，阀口一侧为锥形压缩腔、另一侧为锥形扩张腔，锥针型阀芯从锥形压缩腔方向与双锥端重叠的喉部对应，锥形压缩腔通过进口与气源流道连通，锥形扩张腔通过出口与测量引出管流道连通，锥形扩张腔的喉部周围分布着取样孔。这样更便于形成流畅的流道、更便于调整压力，还能进一步提高测得的压力稳定性和准确性。这样的结构扩张腔可以在喉部就形成，所以优选在双锥形管的喉部(阀口附近)任意的一周分布着取样孔，最好扩张腔接近喉部的部位分布着取样孔。如对于锥形扩张腔，最好在刚开始扩张的位置分布着取样孔。对于双锥形管最好在锥形扩张腔接近喉部刚开始扩张的位置分布着取样孔。在气源横流输送条件下，与阀芯锥针部位对应的喉部最易调整流速，从而方便调整静压，针阀调整的范围更大，调整过程更能保证均匀稳定。为了便于加工成流线型的双锥形管和取样孔及环腔，阀口及两侧流道的双锥形最好为与阀体固定套接的双锥形管，相当于文求里管的形状，与文求里管内的形状相似。锥形扩张腔的喉部周围分布着取样孔，取样孔外端的双锥形管外周开着均压的环腔流道或者取样孔外端对应的阀体壁开着均压的环腔流道，与均压的环腔对应的阀体壁开有连接孔，连接孔与压力测量仪表的流道连通。这样阀口及其两侧的流道为与阀体固定套接的双锥形管，可以在取样孔外端双锥形管外周开着均压的环腔，也可以在取样孔外端对应的阀体壁开着均压的环腔，与均压的环腔对应的阀体壁开有连接孔，形成取样孔的汇聚流道，并通过连接孔与压力测量仪表的导通流道连通。调节取样阀进口与阀口之间最好有缓冲腔，缓冲腔可稳定从气源输入的气体，使测量更加稳定、精确。
图1为已有压力测量装置的示意图；图2为本发明测量装置一个实施例的结构示意图；图3为图2中本发明测量装置的阀体7放大的结构示意图；图4为图2中本发明测量装置的阀套6放大的结构示意图；图5为图2中本发明测量装置的阀芯3放大的结构示意图；图6为图2中本发明测量装置的固定锥套4放大的结构示意图；图7为图2中本发明测量装置沿线a-a的剖面放大结构示意图。
以下结合附图实例进一步说明本发明。
具体实施例实施例一、一种本发明压力测量装置(参见图2表示)，该测量装置包括供气装置和供气管道组成的气源，压力测量仪表及测量管道，测量引出管。该测量装置进一步包括针阀结构的调节取样阀。该调节取样阀包括一个阀体，其为中空的三段的圆柱形空腔的管，管的左端开口通过管路与测量引出管连通，管壁一侧开有与内部空间贯通的两个连接孔，其中一个连接孔的轴线与阀体的轴线垂直，另一个连接孔为进口，倾斜与阀体的缓冲圆柱腔连通；一个阀套，其为中空的圆柱形体，内部有沿轴向方向贯通的流道，流道中部为阀口，阀口左侧的扩张腔为锥形扩张腔，阀口右侧的压缩腔为锥形压缩腔，圆柱形体外径与所述阀体的内径相同，圆柱形体上开有取样孔，圆柱形体外壁在所述孔处有一个向内凹的凹形环槽；凹形环槽对应的位置为轴线与阀体的轴线垂直的连接孔；一个阀芯，其一端为圆柱形体，另一端为圆锥形体，圆柱形体的直径与所述阀体的右端内径相同，并与阀体螺纹配合；一个固定锥套，为管状结构，其内径与所述阀体的外径相同。其中，所述阀体通过其上的与阀体轴线相垂直的连接孔与测量管道连接从而与测量仪表连接；所述阀体通过其上进口的连接孔与供气管道连接从而形成与气源的流道连接；所述阀体的右端开口端被所述固定锥套套接，所述固定锥套可与该开口端产生相对移动；所述阀套位于所述阀体内，所述阀套上的取样孔的轴线与所述阀体上的与阀体轴线相垂直的孔的轴线处于同一个平面上；所述阀芯位于所述阀体内，所述阀芯的圆锥形体能从右向插入所述阀套内部的流道，从阀套锥形压缩腔与喉部的阀口相对，阀芯圆锥形的锥针处于阀口和喉部；所述阀芯的圆柱形体能与所述阀体之间通过螺纹配合，转动产生相对阀体、阀套及阀口的移动。
此外，在本发明的压力测量装置中，可以在阀芯的圆柱形体阀杆端面上开设一个凹槽，便于调整转动阀芯；阀套上的孔可以为4个或多个；阀套内部的空腔可以是两个相对的圆锥形空腔，两个相对的圆锥形空腔的内径最小部分位于所述阀套的孔处；阀体可分别与阀芯、固定锥套采用螺纹连接。
实施例二、如图2所示的本发明压力测量装置。该测量装置包括；供气装置(气源主要部分)1、供气管道(气源流道)17、压力测量仪表15、测量管道(测量流道)16、调节取样阀18、以及测量管(测量引出管)10。供气装置1为现有技术中普通的气体供给装置。供气管道17、测量管道16、测量管10可以是普通的管道。测量仪表15可以是普通的压力测量仪表，如压力表、电子压力测量仪表。供气管道17与供气装置1之间安装普通供气阀门2，以调整供气量的大小，也可以安装恒流阀保证供气的恒流。供气装置1和测量仪表15可根据实际情况安装在调节取样阀18周围的任何地方，并分别通过供气管道17和测量管道16与调节取样阀18相连。调节取样阀18通过螺纹74与测量管10相连，连接方式可以是任何形式的连接。
调节取样阀18包括；阀体7、阀套6、Q型密封圈5、固定锥套4、阀芯3。
图3为图2中测量装置的阀体7放大的结构示意图。如图3所示，阀体7为中空的一段段不同直径的圆柱形结构73。在其管壁一侧开有与内部空间73贯通的连接孔71和连接孔72。连接孔72的轴线与阀体7的轴线相垂直。如图2所示，连接孔71与供气管道17连接，连接孔72与测量管道16连接，连接方式可以是螺纹连接，也可以是其它形式的连接，比如采用一个接头，接头的一端与连接孔71或连接孔72连接，接头另一端与供气管道17或测量管道16连接。如图3所示，在本发明的一个实施例中，阀体7的左端开口端加工有外螺纹74，以与测量管10连接；阀体7的另一个开口端加工有内螺纹75和外螺纹78，内螺纹75与阀芯圆柱部分的螺纹3配合连接，外螺纹78与固定锥套4内螺纹配合连接。也可以采用其它任何形式的连接方式使阀体7分别与测量管10、阀芯3、以及固定锥套4连接。连接孔71为阀的进气口，进入阀体内为扩大的圆柱缓冲腔。
图4为图2中测量装置的阀套6放大的结构示意图。如图4所示，阀套6为中空的圆柱形体，内部有沿轴向方向贯通的流道空腔。在本发明的这个实施例中，该空腔为两个相对的圆锥形空腔，形成锥形口朝向圆柱形体的端面，形成流线型的双锥形管，如图4所示。在阀套圆锥扩张腔靠近喉部接近内径最小部分的圆周上开有均匀分布四个取样孔13。阀套在取样孔13处的外径小于阀套外圆柱形体其它部分的外径，在取样孔13外端处有一个向内凹的环形凹槽14，形成汇聚流道的均压环腔。阀套的外径与阀体7内腔72处的内径相同，并静配合套接。如图2所示，阀套6过盈配合地安装在阀体7连接孔72处，使阀套6的取样孔13的轴线与阀体7连接孔72的轴线处于同一平面上。
图5为图2中测量装置的阀芯3放大的结构示意图。如图5所示，阀芯及其阀杆3可以整体加工而成，其一端为圆柱形体阀杆，另一端为圆锥形体的锥针，圆柱形体的直径与阀体7的内径相同。在本发明的一个实施例中，圆柱形体的一端加工有外螺纹75’。如图2所示，阀芯3位于阀体7内，阀芯3的圆锥形体能够插入到阀套6的内部空腔，与双锥形管喉部及其右侧的阀口对应；阀芯3的圆柱形体阀杆上的外螺纹75’与阀体7的内螺纹75相配合连接，使阀芯3能与阀体7产生相对移动。也可以采用其它任何形式的连接方式使圆柱形体的一端与阀体7相配合连接并产生相对移动。在圆柱形体的端面上可以加工一个凹槽31，以便于用螺丝刀等工具旋转阀芯3移动，方便调整阀芯的锥针与双锥形管喉部及其右侧的阀口相对间距，快速方便调整取样孔的静压与测量引出管外的压力相同。在圆柱形体和圆锥形体之间的过度部分有一个环形槽32，用于安装O型密封圈5。
图6为图2中测量装置的固定锥套4放大的结构示意图。在本发明的一个实施例中，如图6所示，固定锥套4为管状结构，一端内壁加工有内螺纹76，内螺纹的公称直径与阀体7的外螺纹78的公称直径相同。如图2所示，固定锥套4的内螺纹76和阀体7的外螺纹78相配合，使固定锥套4套接于阀体7上并使固定锥套4和阀体7产生相对移动。也可以采用其它任何形式的连接方式使固定锥套4套接于阀体7上并使固定锥套4与阀体7产生相对移动。
综上所述，阀体7通过孔71与供气管道17连接以连接气源的供气装置；阀体7通过孔72与测量管道16连接以连接压力测量仪表15；阀套6过盈配合地安装在阀体7的孔72处，使阀套6的孔13的轴线与阀体7孔72的轴线处于同一个平面上，由于阀套6的圆柱形结构体在孔13处有一个内凹的环形凹槽14，因而在阀体7与阀套6之间形成一个环形汇聚流道腔14；阀芯3安装在阀体7内，阀芯3的外螺纹75’与阀体7的内螺纹75啮合，阀芯3与阀体7之间形成空腔9作为缓冲腔；固定锥套4安装在阀体7的端部，固定锥套4的内螺纹76和阀体7的外螺纹78啮合。
本发明的测量装置在运行时，如图2所示，气体由气源的供气装置1经过供气管道17及其供气阀门2，最好是经供气管道17上的恒流阀8保证供气的一定范围的恒流；调整流量后经过阀体7的进口连接孔71，进入阀体7与阀芯3之间的缓冲空腔9，然后经过阀芯3与阀套6之间的环缝间隙流向测量管10，最后进入高温或燃烧系统11。由于来自供气装置1的气体的冷却作用，因而可有效地防止测量管10的前端被烧毁，同时，如果高温或燃烧系统11内的介质为固相颗粒，来自供气装置1的气体还可以有效地防止测量管10被堵塞。
当供气管道17上的供气阀门2关闭时，即供气装置1停止向测量装置的调节取样阀18供气时，测量仪表15测量的是高温或燃烧系统11内介质的实际压力P，即测量仪表15经测量管道16、阀体7的孔72，与阀套6之间的环形腔14相通，由于环形腔14通过阀套6的取样孔13与测量引出管10的内部空间相通，即与高温或燃烧系统11相通，因此，测量仪表15在环形腔14处所测量的压力就是高温或燃烧系统11内的压力P。
当供气管道17上的供气阀门2打开时，即供气装置1向测量装置的调节取样阀18供气时，由于来自供气装置1的气体经过供气管道17、阀体7的孔71、阀体7与阀芯3之间的空腔9，流经阀芯3与阀套6的阀口之间的环缝间隙后，流道空间增大进入扩张腔，造成经过最窄该环缝间隙处后静压力降低。但是该环缝间隙处后取样孔的压力不一定等于P，经常由于该环缝间隙通过取样孔13与环形腔14相通，测量仪表15的值大于P。此时，使用螺丝刀旋拧阀芯3的圆柱形体端凹槽31使阀芯3旋转，从而调整阀芯3与阀套6之间的环缝间隙，使得压力测量仪表的测量值等于P。如图2所示，当旋转阀芯3使之向左移动时，阀芯3与阀套6之间的环缝间隙减小，使得来自供气装置1的气体在阀芯3与阀套6之间的环缝间隙处流速加快，造成环形腔14处的静压值降低，使测量仪表15的值降低。当旋转阀芯3使之向右移动时，阀芯3与阀套6之间的环缝间隙增大，使得来自供气装置1的气体在阀芯3与阀套6之间的环缝间隙处流速减慢，造成环形腔14处的静压值增高，使测量仪表15的值增加。通过旋转阀芯3改变阀芯3与阀套6之间的环缝间隙，从而改变取样孔及环形腔14处的静压值，进而改变测量仪表15的值，直到测量仪表15的值恢复到压力值P。因此，本发明的压力测量装置既可以使测量仪表15准确地测量到高温或燃烧系统11内的压力，又由于来自供气装置1的气体流向测量管10而可以防止测量管10被烧毁或堵塞。当测量仪表15的值调整回P时，旋转固定锥套4，使固定锥套4压紧阀体7，进而使阀体7压紧阀芯3，使阀芯3固定在阀体7内。这样就可以随着被测压力变化，压力测量仪表可以准确撤出相应的压力。
此外，在本发明的压力测量装置中，由于阀芯3与阀体7之间的空腔9的存在，减少了系统的紊流和流动不平稳性，使测量稳定；由于阀套6上存在多个取样孔13和存在阀体7与阀套6之间的环形腔14，使多个孔13的压力值在环形腔14内平均，因而消除因阀芯3和阀套6可能存在的不同心所产生的对压力测量结果的影响。
权利要求1.一种压力测量装置，含有压力测量仪表、调节取样阀、与调节取样阀进口通过流道连通的气源、与调节取样阀出口通过管道连通的测量引出管，其特征在于调节取样阀为针阀，两个或两个以上的取样孔分布在阀口或阀口附近与阀芯锥体对应的周围位置，两个或两个以上的取样孔外端通过流道汇聚并与压力测量仪表连通。
2.如权利要求1所说的压力测量装置，其特征在于调节取样阀的阀口与出口之间为锥形扩张腔。
3.如权利要求1或2所说的压力测量装置，其特征在于调节取样阀进口与阀口之间有缓冲腔。
4.如权利要求1或2所说的压力测量装置，其特征在于阀体的阀口及两侧的流道为双锥形，一侧为锥形压缩腔、另一侧为锥形扩张腔，锥针型阀芯从锥形压缩腔方向与双锥的喉部对应，锥形压缩腔通过进口与气源的流道连通，锥形扩张腔通过出口与测量引出管的流道连通，锥形扩张腔的喉部周围分布着取样孔。
5.如权利要求4所说的压力测量装置，其特征在于阀口及两侧流道的双锥形管与阀体固定套接，锥形扩张腔的喉部周围分布着取样孔，取样孔外端的管外周开着均压的环腔流道或者取样孔外端对应的阀体壁开着均压的环腔流道，与均压的环腔对应的阀体壁开有连接孔，连接孔与压力测量仪表的流道连通。
6.如权利要求5所说的压力测量装置，其特征在于双锥形管的锥形扩张腔接近喉部的部位分布着取样孔。
专利摘要压力测量装置，含有压力测量仪表、调节取样阀、与调节取样阀进口通过流道连通的气源、与调节取样阀出口通过管道连通的测量引出管，调节取样阀为针阀，两个或两个以上的取样孔分布在阀口或阀口附近与阀芯锥体对应的周围位置，两个或两个以上的取样孔外端通过流道汇聚并与压力测量仪表连通。两个或两个以上的取样孔分布，能取得到比较稳定、均匀的静压力，经流道汇聚形成均压后才传递到压力测量仪表，更能保证测得的压力稳定性和准确性。
文档编号G01L19/06GK2886533SQ20062008975
公开日2007年4月4日 申请日期2006年3月8日 优先权日2006年3月8日
发明者谢心良 申请人:谢心良